Dialoghi sulle biotecnologie: “Il contributo delle Tecnologie di Evoluzione Assistita per il miglioramento genetico della barbabietola da zucchero”

Frusciante: Per lungo tempo la coltivazione della barbabietola da zucchero ha rappresentato un elemento centrale nell’agricoltura italiana, sia per la produzione di zucchero sia come coltura da rinnovo all’interno delle rotazioni agrarie. Negli ultimi decenni, tuttavia, questo settore ha attraversato profonde e significative trasformazioni, determinate da fattori non sempre legati alle esigenze specifiche del nostro sistema agricolo.

Ranalli: La coltivazione della barbabietola da zucchero ha conosciuto un marcato declino a causa di una serie di difficoltà interconnesse:
i) le riforme della Politica Agricola Comune (PAC) dell’Unione Europea, in particolare quella del 2005, hanno comportato una drastica riduzione dei prezzi garantiti e delle quote di produzione, penalizzando fortemente i produttori italiani;
ii) l’apertura dei mercati e la progressiva eliminazione delle barriere commerciali hanno intensificato la concorrenza da parte dei paesi produttori di zucchero di canna, spesso caratterizzati da costi di produzione più bassi, rendendo difficile la competitività del prodotto italiano a livello globale;
iii) il progressivo calo della redditività ha determinato una drastica contrazione delle superfici coltivate, con la conseguente chiusura di gran parte degli zuccherifici nazionali. Attualmente, ne restano operativi soltanto due su tutto il territorio, aggravando ulteriormente le difficoltà logistiche e commerciali per i bieticoltori, sempre più privi di sbocchi per la trasformazione del raccolto. 

Frusciante: Il miglioramento genetico della barbabietola da zucchero ha origini molto antiche: si tratta infatti di una delle prime specie oggetto di selezione genetica, ben prima che Gregor Mendel formulasse i suoi principi sull’ereditarietà. Già nel XIX secolo, Louis de Vilmorin, attraverso un rudimentale ma efficace metodo di selezione ricorrente, riuscì a ottenere varietà capaci di triplicare il contenuto di saccarosio rispetto a quelle precedenti.
Ma a che punto è oggi il miglioramento genetico della barbabietola? E quali sono i caratteri su cui si concentra maggiormente la ricerca attuale?

Ranalli: I principali ambiti di ricerca sulla barbabietola da zucchero riguardano la resistenza alle malattie e il miglioramento della tolleranza agli stress abiotici. Tra i patogeni più dannosi figurano la cercospora e la rizomania. La selezione per la resistenza alla cercospora vanta una lunga e prestigiosa tradizione, che ha avuto inizio nei primi anni del Novecento grazie al lavoro pionieristico di Ottavio Munerati, presso la Stazione Sperimentale di Bieticoltura di Rovigo, che successivamente è stata aggregata all’ISCI di Bologna. Già nel 1925, Munerati riuscì a sviluppare alcune linee di barbabietole parzialmente resistenti alla malattia, ottenute incrociando varietà coltivate con barbabietole spontanee raccolte alla foce del Po di Levante. Questo lavoro è stato proseguito e perfezionato dai ricercatori che si sono succeduti al Centro di Rovigo. Tra questi, il Dr. Marco De Biaggi ha avuto un ruolo determinante nel miglioramento della resistenza alla rizomania. Nel 1983, infatti, rilasciò la varietà Rizor, la prima resistente a questa malattia, grazie a una resistenza monogenica dominante. Questa innovazione ha reso possibile la coltivazione della barbabietola in aree gravemente colpite dalla rizomania. Nel 2014, presso il Centro di Ricerca di Rovigo, è stata identificata la fonte di resistenza ai nematodi HsBvm-1, proveniente da barbabietola selvatica. Più recentemente, nel 2024, è stato depositato un brevetto che include tre nuovi marcatori genetici per la resistenza alla rizomania. È importante sottolineare che gran parte della ricerca varietale sulla barbabietola da zucchero è in mano a ditte private, che custodiscono gelosamente queste innovazioni come veri e propri asset. Le grandi aziende sementiere, infatti, operano su scala globale, riuscendo a beneficiare di economie di scala nella ricerca, produzione e commercializzazione delle sementi. Questo approccio consente loro di ammortizzare i costi di sviluppo su un volume maggiore di vendite, aumentando così la competitività e la diffusione delle nuove varietà.

Frusciante: Dal punto di vista biotecnologico, esistono conoscenze sufficienti per affrontare programmi di breeding avanzati finalizzati allo sviluppo di varietà innovative? Inoltre, quale ruolo possono giocare le Tecnologie di Editing Genomico (TEA) nel miglioramento di questa specie?

Ranalli: Sono disponibili protocolli consolidati per colture in vitro finalizzate all’induzione di callo e alla rigenerazione tramite embriogenesi somatica. Il genoma della barbabietola è stato sequenziato nel 2013, e nel 2023 è stato pubblicato un nuovo genoma di riferimento che ha migliorato la qualità delle informazioni genetiche. Sono inoltre disponibili vari marcatori molecolari (SNP, SSR, SCAR) utilizzati per studi di diversità genetica, costruzione di mappe genetiche e selezione assistita da marcatori (MAS).
La tecnologia CRISPR-Cas9 ha recentemente permesso di ottenere varietà tolleranti alla cercospora, silenziando i geni responsabili della suscettibilità. Un altro ambito di ricerca riguarda la prefioritura, un fenomeno indesiderato in cui la pianta inizia a produrre fiori prima di aver completato lo sviluppo della radice, riducendo così la resa e il contenuto di zucchero. La ricerca si concentra sulla manipolazione dei geni legati alla fioritura precoce. Oggi, esistono varietà specificamente selezionate per essere tolleranti alla prefioritura o adatte a semine precoci.
Inoltre, sono in corso ricerche per migliorare la qualità tecnologica, riducendo le sostanze melassigene nelle radici di barbabietola e aumentando la purezza del succo per ottimizzare la lavorazione negli zuccherifici.

Frusciante: Per concludere, Paolo, mi sembra che l’Italia abbia avuto, e continui ad avere, un ruolo significativo anche nella produzione di sementi. È corretto?

Ranalli: Sì, il nostro Paese svolge un ruolo rilevante nella produzione di sementi di barbabietola da zucchero. Alcune regioni, in particolare il Nord Italia, come la Pianura Padana, e alcune aree del Centro-Sud, offrono condizioni climatiche ideali per la coltivazione delle varietà destinate alla produzione di sementi. Inverni miti ed estati secche contribuiscono a garantire un seme di alta qualità e a favorirne una maturazione ottimale. A queste favorevoli condizioni climatiche si aggiungono una consolidata tradizione agricola e competenze altamente specializzate nel settore.